«Присоединяйтесь к городской революции!» - еще год назад этот лозунг означал совсем не то, о чем кричат сегодня новоявленные «борцы за справедливость», решившие изменить мир. В условиях коронавирусной пандемии и начавшихся социальных протестов как-то отошла в сторону тема сити-фермерства, считавшаяся совсем недавно поистине революционной. Естественно, она не снята с повестки, однако происходящие ныне события ее немного оттеснили на задний план. Возможно, в том есть свой резон, поскольку неожиданно возникшая пауза дает нам возможность заново осмыслить эти вещи, а вместе с тем подумать и о судьбе больших городов. Станут ли они оплотом «зеленой революции» или же их ждет революция совсем другого рода, не имеющая никакого отношения к вопросам экологии?

В целом, апологеты «зеленой революции» предложили неплохую идею – превратить в вертикальные фермы для выращивания овощей освещенные солнцем торцевые стены многоэтажек. Идея, прямо скажем, не новая. На Западе ее обсуждают как минимум с 1970-х годов (о чем мы уже писали). Но в наше время она получила дальнейшее развитие в свете набирающих силу «зеленых» трендов и внедрения новых энергосберегающих технологий.

Именно с этой идеей вертикальных городских огородов авторы проекта GreenBelly («Зеленое Брюхо») связали «городскую революцию», имея в виду, конечно же, «зеленое» преображение городов, а по сути – их рождение в новом качестве. Во всяком случае, вертикальные огороды на глухих солнечных стенах мыслятся ими как важный шаг к прекрасному будущему. Подобные проекты, конечно же, не лишены здравого смысла и отражают, так сказать, высокую экологическую сознательность их авторов.

Я внесу здесь небольшое уточнение. Получилось так, что у нас в стране (и конкретно – в Новосибирске) благодаря стараниям бойких стартаперов из числа «айтишников» сити-фермерство стали устойчиво ассоциировать с так называемой вертикальной светокультурой. Это когда растения выращиваются в полностью изолированной системе при помощи искусственного освещения. Здесь всё как на фантастическом космолете – светодиодные лампы, датчики, индикаторы, компьютеры, роботы и прочие технические «навороты». Возможно, для марсианской базы такое творчество – в самый раз, но к «зеленой революции» оно не имеет никакого отношения (что бы там ни говорили про себя авторы этих фантастических изобретений).

Специально напомню, что «зеленая революция» ставит во главу угла тщательную экономию ресурсов, включая и электроэнергию. Именно эти моменты учитывают авторы «Зеленого Брюха». В этом проекте принимается во внимание и солнечный свет, и дождевая вода и даже органические отходы - то есть все те ресурсы, которые в прекрасном «зеленом мире» надлежит использовать более эффективно, чем это происходит в наши дни. Для вертикальных городских огородов здесь предлагается использовать экологичные технологии и (что особенно важно) принципы пермакультурного дизайна. Освещенная стенка сама по себе является аккумулятором тепла и к тому же хорошо отражает свет. Многоярусная конструкция из строительных лесов позволяет экономить площадь городской земли. Фактически, для такой системы должны использоваться «ничейные», пустые пространства.

Предложенный подход (как это вообще характерно для пермакультуры) должен решить сразу несколько задач. Во-первых, у горожан появился бы дополнительный источник пополнения продуктов питания, ценных с точки зрения здорового образа жизни. Во-вторых, глухие торцевые стены получили бы эстетическую привлекательность. Далее, такие площадки можно использовать в образовательных и воспитательных целях. По замыслу авторов проекта, вертикальные городские огороды способны стать особыми местами притяжения для людей, способствуя общественной сплоченности. Естественно, вертикальные огороды улучшили бы и экологическую обстановку в городе, чему, в принципе, способствуют любые зеленые насаждения. Кроме того, эти системы хороши с точки зрения частичной утилизации органических отходов, что также способствует экологизации городов. И самое главное: авторы проекта рассматривают городские огороды как реальный шаг навстречу Природе. В итоге сами города преображаются в лучшую сторону, чем и знаменуется наступление прекрасного завтра.

Есть еще один немаловажный момент: создание благоприятных условий для развития местной экономики. Так, городской огород, расположенный на шести ярусах, занимая всего 35 кв. метров земли, в состоянии за год произвести более шести тонн овощной продукции. В крупном городе количество таких огородов может исчисляться сотнями (в теории, конечно). Вот вам решение и проблемы занятости, и проблемы экологии, и проблемы продовольственной безопасности. Авторы проекта полагают, что выращенная здесь продукция будет вполне доступна по цене благодаря непосредственной близости к потребителю. Она не потребует ни транспортных расходов, ни упаковки, ни оптовых складов, ни погрузочно-разгрузочных работ. Подошел и тут же купил – прямо с грядки! Причем, следуя принципам пермакультуры, предлагается выращивать сразу несколько видов растений, не замыкаясь на чем-то одном. Для каждой климатической зоны или местности можно с успехом подобрать достаточно большой набор различных культур.

По мысли авторов, подобные проекты подойдут для любых стран, но особо востребованными они окажутся в бедных третьих странах, где городское население испытывает серьезный недостаток в продуктах питания. А глухих освещенных стен во многих городах предостаточно. Не упускаются из виду также и общественные здания – школы, больницы, дома престарелых и даже тюрьмы и фабричные корпуса.

Кстати, авторы считают, что «зеленое брюхо» способствует улучшению микроклимата внутри здания, одновременно снижая уровень шума до 10 децибел. Принципиально еще и то, что конструкция предлагаемой системы легко приспосабливается к любому типу фасада, представляя собой недорогую модульную систему. Прототип данной конструкции легко разбирать, монтировать, транспортировать и хранить.

Интересно, что авторы позиционируют свой проект как альтернативный вариант производства продуктов питания, противостоящий современному «продовольственному лобби». В целом их намерения абсолютно понятны и вполне могут считаться благородными. Не удивительно, что тема городского фермерства с определенных пор стала весьма популярной. И некоторые идеологи данного направления реально связывают с ним будущее наших городов.

Однако для нас открытым остается главный вопрос: окажется ли это будущее на самом деле таким, как его предсказывают апологеты «зеленой революции»? Давайте все-таки выявим социально-экономический смысл городской продуктовой автономии, к которой нас призывают.  Есть ли он вообще? Исторически крупные города развивались в условиях постоянного обмена с сельскими жителями, то есть с производителями продуктов, жившими вне города. Почему же апологеты «зеленой революции» решили, будто со временем это взаимодействие должно сойти на нет? Настолько ли уж значителен потенциал сити-фермерства?

Ссылка на продовольственное лобби, конечно же, выглядит уместной, однако я не стал бы объяснять возникшую ситуацию в рамках теории заговора. Крупный город привлекателен для фермеров и агропромышленных предприятий именно как рынок сбыта. Такую ситуацию создали не лоббисты - она возникла в силу самой логики социально-экономического развития. Ведь технологии выращивания культурных растений также совершенствуются. Появляются новейшие тепличные комбинаты, способные завалить овощами и зеленью любой мегаполис. К примеру, расположенный рядом с Новосибирском, в Толмачево, тепличный комбинат выдает в год 35 тысяч тонн овощной продукции.  А ведь еще есть и другие хозяйства, также способные к развитию. И у нас нет никаких гарантий, что они обязательно проиграют в конкурентной борьбе городскому фермерству.

Конечно, создание вертикальных городских огородов может стать очень интересным прецедентом. В некоторых случаях – достопримечательностью конкретного города. Но вряд ли такие инициативы изменят погоду на продовольственном рынке. Крупный город в любом случае будет «всасывать» в себя тысячи тонн продуктов, выращенных за его границами. И никуда от этого не деться. А это, в свою очередь, означает, что вертикальные городские огороды не ведут нас ни к каким «зеленым революциям». Да, это очень красивый лозунг, но только и всего.

Если уж говорить о революционных переменах, то стоит обратить внимание на саму систему «обмена веществ» между городом и сельской местностью. Вот здесь-то как раз необходимо повысить качественный уровень. Город, подобно гигантскому животному, может возвращать сельским производителям переработанную органику – в «удобоваримом» и экологически безопасном виде. Как раз на этом пути, как я думаю, можно осуществить реальное сближение города с Природой. То есть вместо того, чтобы загаживать мусором и фекалиями поля и реки, город выдавал бы сырье для биогаза и органических удобрений. Или выдавал сами удобрения, предварительно переработав на месте все органические отходы. Здесь ничего фантастического нет, и наука способна предложить на этот счет целый ряд технологий.

Таким образом, вопрос о «зеленой революции» находится не в плоскости развития сити-фермерства, а в плоскости предельно отлаженной и тотальной переработки органических отходов. Образно говоря, города станут «зелеными» не тогда, когда там начнут выращивать овощи, а тогда, когда город будет обогащать и подпитывать живую среду, а не умерщвлять ее.

Николай Нестеров

На московской площадке Российской академии наук состоялось обсуждение итогов полевого и лабораторного этапов Большой Норильской экспедиции (БНЭ), организованной Сибирским отделением РАН и компанией «Норникель».

Начальник сводного полевого отряда БНЭ (38 специалистов из 14 институтов Новосибирска, Томска, Красноярска, Барнаула и Якутска) кандидат технических наук Николай Викторович Юркевич предоставил также отчет от направления «геофизика и геохронология». В нем отмечена двойственность ситуации: с одной стороны, в Норильском промышленном районе (НПР) достаточно высоки концентрации различных поллютантов (веществ-загрязнителей), как техногенных, так и природных, накопленных за десятилетия эксплуатации территории, с другой ― последствия разлива нефтепродуктов не оказали критичного влияния на экосистему Норило-Пясинского бассейна.

«Следы загрязнения очевидны до устья реки Амбарной, а в южной части озера Пясино, куда она впадает, минимально идентифицировались лишь единовременно по данным ГИС», ― уточняется в отчете. Выступая на презентации, Н. Юркевич назвал этот водоем «природным сорбирующим элементом».

Директор Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН член-корреспондент РАН Николай Николаевич Крук также ссылался на данные дистанционного геомониторинга, добавив результаты бурения донных отложений водоемов. Космическое зондирование дало возможность анализа спектров разлившегося дизтоплива. «Первая порция горючего успела до постановки бонов дойти до устья Амбарной и озера Пясино исключительно в его южной оконечности, затем спектральное пятно исчезает полностью», ― сообщил ученый. Эта картина отображается и в состоянии донных отложений, в которых дизтопливо и продукты его разложения распределены в аналогичных локациях. «Загрязнения разлившимся горючим в основной части озера Пясино не обнаружено, попадание его в Карское море исключено», ― сделал вывод исследователь, объяснив причины: «В донных отложениях даже непосредственно из эпицентра аварии наблюдается изменение состава дизельного топлива: более легкие фракции уже разрушены микроорганизмами и/или испарились».

Заведующий лабораторией экспериментальной гидробиологии Института биофизики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» член-корреспондент РАН Михаил Иванович Гладышев детально информировал о высокой способности водоемов Таймыра к бактериальному самоочищению, предложив для ускорения этого процесса разработать препарат на основе аборигенных окисляющих бактерий. Это актуально, например, для  озера Пясино, экосистема которого минимально пострадала от случившегося в мае аварийного разлива топлива. Озеро утратило рыбопромысловое значение еще в 1950-е годы, отчего нет смысла высчитывать ущерб его рыбным запасам, тем более с учетом стоимости запуска в водоем новых мальков. «Прежде, чем осуществлять зарыбление Пясино ценными видами, ― уверен М. Гладышев, ― необходимо восстановить его экосистему, кормовую базу, природное качество воды». Ученый сообщил, что в Институте биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН разработаны и апробированы методы биоманипуляций для решения подобных задач.

На тему чистоты водоемов высказался и директор барнаульского Института водных и экологических проблем СО РАН доктор биологических наук Александр Васильевич Пузанов: «Содержание нефтепродуктов в поверхностных водах значительно выше фоновых в ручье Безымянный, реках Далдыкан и Амбарная только до линии бонов, что свидетельствует об эффективности их применения». Ученые солидарно рекомендовали в весенне-летний период 2021 года продолжить использование бонов, чтобы не допустить во время половодья и паводков распространения поллютантов, смытых с водосборного бассейна и из донных отложений водотоков.

О состоянии многолетнемерзлых грунтов рассказал директор якутского Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН доктор геолого-минералогических наук Михаил Николаевич Железняк: «Хранилище аварийного дизельного топлива было построено на небольшой площадке (600 на 150 метров) с очень неровными (сегодня) температурами мерзлых грунтов: от -0,5 до
-4,2 оС на глубине 10 метров. Мерзлый слой в районе техногенного воздействия нарушен, обнаружены талики, один из которых стал причиной потери устойчивости пятого резервуара ТЭЦ-3 и, как следствие, ― разлива нефтепродуктов». Ученый подчеркнул, что формирование таликов началось практически сразу после сдачи объекта в эксплуатацию, то есть в 1980-х годах, а также полностью климатическую природу протаивания грунтов под хранилищем.

Почвы НПР стали предметом сообщения врио директора Института почвоведения и агрохимии СО РАН доктора биологических наук Владимира Алексеевича Андроханова. «Опасного содержания дизельного топлива не выявлено даже в непосредственной близости к месту аварии, ― констатировал он, ― также отмечена небольшая, до 30—40 сантиметров, глубина проникновения нефтепродуктов в почву». Ученый связал это с мерзлым состоянием грунтов и частичным испарением дизельного топлива. Он считает, что последствия майского разлива можно свести к нулю в течение одного-двух лет, но напомнил, что на исследуемой территории наблюдается повышенный геохимический фон по некоторым элементам. «Он связан с наличием здесь крупных месторождений цветных металлов, активно разрабатывавшихся в течение нескольких десятилетий, поэтому необходим постоянный мониторинг поступления поллютантов в природные экосистемы и установление максимально допустимого уровня воздействия», ― подчеркнул В. Андроханов.

«В зоне контакта с нефтепродуктами оказались небольшие и немногочисленные участки мелководий и речных кос с разреженной растительностью, которые слабо заливались весенними водами», ― сообщил доктор биологических наук Михаил Юрьевич Телятников из Центрального сибирского ботанического сада СО РАН, объясняя отсутствие сгоревших от дизтоплива растений даже в непосредственной близости от места разлива. Биолог также сообщил о стабильной численности мелких млекопитающих на территории НПР в 2020 году в сравнении с подсчетами 2017 года и развеял звучавшие в прессе опасения о возможном влиянии последствий майской аварии на сезонные миграции птиц и, тем более, диких северных оленей.

«Выгоднее предвосхитить техногенные загрязнения, чем заниматься их ликвидацией, ― считает директор Института экономики и организации промышленного производства СО РАН академик Валерий Анатольевич Крюков. ― Требуется наладить непрерывный процесс научного сопровождения возникающих новых и всё более сложных задач в ситуации изменения климата и техногенного прессинга на горную и природную среду». Наиболее эффективным путем экономист считает создание (под эгидой и при организующей роли государства) комплексных целеориентированных научно-исследовательских организаций. «Разработки и выводы исследователей должны иметь не только рекомендательный, но и обязательный для исполнения характер, ― настаивает ученый.― Это может обеспечиваться системой государственного управления фондом недр».    

На встрече по итогам Большой Норильской экспедиции прозвучали как оценки состояния экосистем НПР и всего Таймыра, так и первые рекомендации по их восстановлению и сохранению. В числе таких рекомендаций ― модернизация государственной системы экологического мониторинга и создание аналогичной в «Норникеле», при этом особое внимание должно уделяться устойчивости всех инженерных конструкций и местам хранения вредных веществ. Сибирские ученые готовы разработать технологии комплексного слежения за такими объектами, а также биоремедиации почв и воды препаратами на основе аборигенных углеводородокисляющих микроорганизмов, включая взятые из проб в период экспедиционных работ. Применение же поверхностно активных веществ при устранении последствий разлива нефтепродуктов категорически не рекомендуется, поскольку приведет к переходу ранее накопленных тяжелых металлов в подвижные формы. Этим далеко не ограничивается перечень рекомендаций научного, технологического, природоохранного, организационного и юридического плана.

«Проблема экологии в Арктике ― комплексная, и разрешить ее в интересах государства можно только в союзе науки, бизнеса, властных структур и общественности, ― подчеркнул председатель СО РАН академик Валентин Николаевич Пармон. ― Мы показали на примере Большой Норильской экспедиции, что Академия наук и после реформы способна мобилизоваться на решение комплексных задач, но эта экспедиция была бы неосуществима без поддержки “Норникеля”, без заинтересованного отношения бизнеса. То, что мы сделали, в науке называется срезом, причем сделанным через два месяца после аварии. Сейчас важно организовать мониторинг дальнейшего течения событий в экосистемах Норильского промышленного района, особенно по водостокам, не дожидаясь начала половодья».

«Задачи Большой Норильской экспедиции были не только в том, чтобы исследовать причины и последствия инцидента на ТЭЦ-3 Норильска, но и в том, чтобы начать масштабное и комплексной изучение экосистем Таймыра и климатических изменений последних десятилетий, ― акцентировал со стороны “Норникеля” его старший вице-президент Андрей Евгеньевич Бугров. ― Компания тщательно изучит отчет, представленный в Академии наук, и будет продолжать сотрудничество с фундаментальной наукой для внедрения новых подходов к хозяйствованию в Арктике в условиях усиления экологических требований государства, запроса общества на чистые производства. Не исключаю, что одним из результатов экспедиции станет создание некоторых правил, в том числе и нормативных актов государственного значения, определяющих порядок ведения хозяйственной деятельности в арктических районах с очень хрупкой экосистемой».

Часть Первая. Борьба за «нулевые выбросы»: когда миссия кажется невыполнимой

Часть вторая. Технологии ВИЭ и «минеральная зависимость»

Несмотря на растущую популярность энергии солнца и ветра, до сих пор в мире порядка 85% электроэнергии вырабатывается за счет ископаемого топлива (угля и углеводородов). Объемы потребления этих энергоресурсов, конечно же, огромны, особенно с учетом растущего населения, а также с учетом экономического развития третьих стран. Разумеется, до сих пор данное обстоятельство вызывает резонные опасения. Причем, не столько из-за эмиссии углекислого газа, сколько из-за возможного ресурсного истощения.

На сколько лет человечеству хватит запасов угля, нефти и природного газа? Этот вопрос волнует экспертов уже давно. Авторы рассматриваемого исследования также не обходят его стороной. Дело в том, что ископаемое топливо, будучи не возобновляемым источником, по идее должно однажды закончиться. Стало быть, этот вопрос становится далеко не надуманным в условиях ускоряющегося экономического роста, и в свете тревожных перспектив люди вынуждены искать какие-то альтернативы, независимо от того, угрожает им глобальное потепление или нет.

В свое время, отмечается в исследовании, некоторые эксперты поставили вопрос о пиковой добыче ископаемого топлива. Речь, по большому счету, шла о ситуации, когда спрос на уголь, нефть или газ должен превысить возможности предложения в силу истощения запасов. Кстати, еще в середине «нулевых» у нас в стране были сильны страшилки о скором падении мировой нефтедобычи. Некоторые наши геологи до последнего времени предрекали закат эпохи «дешевой нефти» - аккурат перед обвалом нефтяных цен.

Авторы доклада не придает серьезного значения подобным «прогнозам». Они обращают внимание на то, что мировое потребление тех же углеводородов или угля всегда было соизмеримым объемам предложения. Не последнюю роль, конечно же, сыграл прогресс в области технологий. Так, благодаря «сланцевой революции» в США этой стране удалось из импортера природного газа перейти в ряд экспортеров «голубого топлива».

По мнению авторов, бить тревогу по поводу «пиковой добычи» не приходится. Скорее всего, запасов ископаемого топлива еще хватит на несколько десятилетий. Иными словами, кажущийся здравым аргумент относительно ресурсного истощения не подтверждается конкретной практикой. В этом случае авральный переход на ВИЭ вряд ли может подкрепляться какими-то иными аргументами, кроме всё той же борьбы с глобальным потеплением.

И вот здесь мы неожиданно переходим к одному принципиально важному аспекту возобновляемой энергетики, который по мере сил стараются не высвечивать апологеты «зеленой революции». Мы пребываем в уверенности, будто зависимость от добычи ископаемых есть черта исключительно традиционной энергетики. Естественно, в данном случае мы имеем в виду ископаемое топливо. Однако тотальный переход на ВИЭ ничуть не делает нас свободными от необходимости осваивать недра Земли. Наоборот, как показывают авторы исследования, зависимость здесь возрастает еще больше. Правда на этот раз речь идет о «минеральной зависимости», которая отнюдь не является символической, особенно в свете грандиозных планов относительно масштабной замены объектов традиционной энергетики.

Как раз масштабы играют здесь ключевую роль. В первой части мы отметили, что «спасения планеты» невозможно добиться полумерами. Только полный отказ от ископаемого топлива и замена его объектами ВИЭ якобы гарантируют снижение эмиссии углекислого газа. Но дело в том, что для этого придется настроить невообразимое количество ветропарков и солнечных электростанций. Именно в рамках такой стратегии, подчеркивают эксперты, рост добычи полезных ископаемых может стать поистине БЕСПРЕЦЕДЕНТНЫМ за всю историю, превысив десятикратно сегодняшние объемы!

Таким образом, «зеленая» энергетика при пристальном внимании выглядит не такой уж «зеленой», порождая, в свою очередь, новые экологические проблемы. Кроме того, американские исследователи опасаются, что их страна, преодолев зависимость от поставок углеводородного сырья, рискует получить зависимость от поставок важных сырьевых компонентов, необходимых для полного перехода на возобновляемые источники. Здесь энергетику США ожидает куда более серьезная неопределенность поставок, чем это происходило при закупках нефти и природного газа. В отличие от ископаемого топлива, полагают авторы исследования, резкое сокращение добычи минерального сырья для ВИЭ кажется куда более вероятным. Возможно, при текущих темпах перехода на «зеленые» технологии острый дефицит необходимых материалов появится уже к 2030 году, когда будут исчерпаны основные резервы.  

Заметим, что отказ от ископаемого топлива касается не только энергетических объектов, но также и всего автомобильного парка. Здесь «минеральная зависимость» выглядит не менее угрожающе. Так, планируемая замена существующих транспортных средств на электромобили потребует массового использования новой линейки металлов. Скажем, в Великобритании придется заменить порядка 31,5 миллиона автомобилей. Это потребует, согласно расчетам некоторых экспертов, произвести одного только кобальта почти в два раза больше общемирового годового уровня. Сюда же придется приплюсовать почти всё мировое производство неодима, три четверти мирового производства лития и не менее половины мирового производства меди. И это – только для Великобритании!

Если экстраполировать этот анализ на весь мир, где насчитывается не менее двух миллиардов автомобилей, то нас ожидает двукратное увеличение производства меди, а также увеличение производства неодима и диспрозия на 70 процентов. Что касается кобальта, то его производство к 2050 году должно вырасти в три с половиной раза! Кроме того, необходимо учитывать, что массовое использование электротранспорта потребует увеличения производства электроэнергии как минимум на 20 процентов.

Наибольшую остроту, полагают эксперты, вызовет «схватка за литий». Напомним, что этот металл используется в современных накопителях электрической энергии. В принципе, так называемая «литиевая революция» и сделала возможным сам переход на электромобили, а также дала второе дыхание развитию солнечной и ветровой энергетики. Опасение вызывает складывающийся дисбаланс производства и потребления лития. Учитывая, в каком плачевном состоянии находится производственная инфраструктура тех стран, где сосредоточены основные запасы лития, можно уже сейчас представить, насколько рискованными станут инвестиции в подобные «зеленые» технологии. Высокая цена при одновременном снижении качества данного материала являются серьезными ограничивающими факторами для расширения мировой индустрии электромобилей. Уже сейчас Международное энергетическое агентство прогнозирует, что запасов кобальта и лития недостаточно для того, чтобы удовлетворить возрастающие потребности в электромобилях.

Если присовокупить к этому тотальный переход на возобновляемую энергетику, в которой также востребованы современные накопители электроэнергии, то совокупный спрос на кобальт и на литий явно превысят текущие запасы. По некоторым оценкам, годовой спрос на кобальт для электромобилей и хранилищ электроэнергии может превысить текущие темпы производства уже в 2023 году, а на литий еще раньше – в 2022 году. Смягчить ситуацию может только налаженная переработка утилизированных изделий, но для этого придется ждать истечения срока службы батарей, а также организовать их сбор.

У этой проблемы есть еще одна сторона – социальная. Апологеты «зеленой революции» также стараются ее не замечать, хотя совершенно очевидно, что энергетический переход обострит ее до предела. Например, в настоящее время основным поставщиком кобальта является Демократическая Республика Конго. Повышенный спрос на этот материал привел к появлению в этой стране большого количества местных «кустарных» рудников, где нередко используется детский труд. Как мы понимаем, при такой архаичной организации производства надежность поставок остается под вопросом, что также выступает сдерживающим фактором для роста индустрии электромобилей. Наконец, подобные способы добычи дополнительно ухудшают экологическую ситуация в третьих странах, что само по себе ставит под сомнение «зеленую революцию», чьи декларируемые цели слишком расходятся с реальной практикой. И это касается не только добычи кобальта, но также всего остального.

Как мы понимаем, резкое увеличение спроса на редкоземельные металлы (неодим, празеодим, тербий, диспрозий) приведет к соизмеримому увеличению токсичных отходов, которые обязательно появятся в ходе горно-обогатительных работ. Соответственно, свою лепту в ухудшении экологии внесет и увеличение добычи недрагоценных металлов – меди, алюминия, железа.

Таким образом, мы приходим к выводу, что тотальная декарбонизация еще не обещает нам решения главных экологических проблем. Скорее всего, она лишь меняет их характер. И даже широкое использование самой «чистой» энергии вроде солнца и ветра совсем не предполагает того, что совершенно «чистой» окажется и энергетика.

Николай Нестеров

​​Лаборатория «Космические тросовые системы» выиграла грант совместного конкурса фундаментальных научно-исследовательских проектов Российского фонда фундаментальных исследований и Государственного фонда естественных наук (Китай). Проект самарских и китайских ученых посвящен динамическому анализу и управлению движением тросовой группировки микроспутников. 

Грант рассчитан на два года. Команда под руководством профессора Юрия Заболотнова будет разрабатывать методы согласованного управления движением тросовой группировки микроспутников на этапе ее развертывания при формирования заданной структуры и при последующем движении по орбите. 

«Сложность управления такими системами обусловлена как их сравнительно большими размерами — они достигают сотен метров и даже больше, так и требованиями к конфигурации, которая в зависимости от целевого назначения может быть линейной, кольцевой (треугольной и многоугольной) и радиальной (структура “ступица—спицы”),— объясняет Юрий Заболотнов.— При расчете согласованного движения такой группировки надо учитывать поведение на орбите каждого спутника в отдельности и упругих колебаний, которые возникают в системе при наличии механических гибких связей — тросов». 

Эта работа позволит создавать на орбите легкие протяженные конструкции, обеспечивающие согласованный полет по околоземной орбите системы микроспутников. Такие конструкции могут быть использованы как протяженные измерительные системы, системы наблюдения за ближним и дальним космосом, системы сканирования земной поверхности с большой базой, системы сбора космического мусора и для других целей. 

Совместная российско-китайская лаборатория «Космические тросовые системы» одновременно работает как в Самарском национальном исследовательском университете имени академика С. П. Королева, так и в Северо-Западном политехническом университете (Сиань, КНР). Сотрудничество двух университетов в области управления движением космических тросовых систем развивается с 2013 года, лаборатория открылась в 2015 году, результатом совместных исследований стали многочисленные совместные публикации и выступления на международных конференциях. 

До сих пор предметом исследований была тросовая система, состоящая из двух космических аппаратов. Новый проект направлен на решение существенно более сложных задач формирования и стабилизации движения тросовой группировки микроспутников. 

Руководитель лаборатории — профессор Самарского национального исследовательского университета имени академика С. П. Королева Сергей Ишков. 

Продолжаем тему, начатую этим материалом

Часть Первая. Борьба за «нулевые выбросы»: когда миссия кажется невыполнимой

Отрицать глобальное потепление – занятие бессмысленное. Проблема изучается учеными как минимум полвека, и потому утверждать, будто климатические изменения укладываются в рамки обычных погодных колебаний, не приходится. Вопрос лишь в том, как относиться к этому явлению, как на него реагировать и к каким последствиям готовиться. Мы знаем, что в настоящее время в мире разворачивается эпическая (другого слова не подберешь) битва с ростом глобальной температуры путем радикального отказа от ископаемого топлива. Лидируют в этом процессе, естественно, передовые страны, демонстрируя всему миру впечатляющие примеры аврального перехода на возобновляемые источники энергии. По идее, тем же путем должны следовать все подписанты Парижского соглашения по климату, куда входит и наша страна. И здесь есть над чем задуматься.

Сейчас мы видим, что в эту сторону начинают активно разворачиваться и некоторые страны третьего мира. В Северной Африке, в Латинской Америке, в Индии происходит бурное строительство солнечных электростанций, в ряде случаев – весьма внушительных по своей мощности. Россия, несмотря на некоторую задержку, вызванную невнятной технической политикой нашего правительства, также встраивается в этот тренд. В начале ноября президент страны Владимир Путин подписал Указ № 666 «О сокращении выбросов парниковых газов», как раз приуроченный к реализации целей Парижского соглашения. В общем, Россия отчетливо дала понять, что движется в едином направлении со всем миром. Кто-то из нас приветствует такое решение, видя в нем окончательное признание правоты западных стран по части борьбы с глобальным потеплением. Отметим, что своих особых шагов Россия здесь не предлагает. Так что одно из двух: либо мы продолжаем выжидать, либо начинаем двигаться туда, куда нам указывают признанные лидеры, то есть, вынуждены будем последовательно увеличивать долю возобновляемых источников в общем балансе. Другого пути как будто нет. Как будто…

На мой взгляд, наша медлительность в этих делах может в чем-то сыграть нам на руку.

Дело в том, что до сих пор не до конца понятны реальные последствия того пути, по которому шагнули западноевропейские страны. Точнее, нам внушили, что здесь все предельно ясно и понятно. У мира, дескать, просто нет иного выбора. В противном случае нам грозит неминуемая гибель из-за климатической катастрофы. Так что мы либо избавляемся от ископаемого топлива и переходим на солнечные панели и ветряки, либо обрекаем себя на смерть. Но давайте согласимся с тем, что наша вера в такой сценарий – лишь последствие оглушительной пропаганды, которой сопровождается европейская «зеленая» политика.

А что же думают об этом серьезные, не ангажированные эксперты? Такие эксперты, безусловно, есть, однако их выкладки известны только в профессиональной среде, поскольку основная масса людей в большей степени доверяет именно пропагандистам. Тем не менее, с экспертными оценками не сложно ознакомиться, ибо они существуют в открытом доступе. Не так давно  на эту тему было опубликован развернутый отчет «Энергетическая и климатическая политика – оценка статей расходов на глобальное изменение климата за период 2011 – 2018», подготовленный группой западных ученых, куда входили специалисты Центра экологических исследований и наук о Земле (CERES). 

Данный документ важен для нас тем, что он адресован, в первую очередь, политикам, принимающим решения. Здесь дается достаточно взвешенная оценка результата тех действий, которые были осуществлены на пути аврального перехода к новой «безуглеродной» энергетике. Авторы исследования справедливо указывают на то, что в настоящее время благодаря усилиям экологических активистов, формирующим общественное мнение, декарбонизация воспринимается как безусловное благо. Апологеты этого направления исходят из того, что полный отказ от ископаемого топлива не только технически возможен, но и крайне необходим. Любая противоположная точка зрения сразу же принимается в штыки как показатель неосведомленности, незнания или как признак отсутствия экологической сознательности, пренебрежительного отношения к проблемам окружающей среды, а то и вовсе как признак лоббирования интересов тех компаний, которые не намерены вести бизнес по-новому. В таком контексте любая рациональная дискуссия становится невозможной. В итоге обсуждение чисто технических и экономических проблем проводимого «зеленого» курса было опрометчиво отодвинуто на задний план.

Однако полученный к нашему дню опыт эксплуатации объектов возобновляемой энергетики позволяет нам сделать вполне обоснованные рациональные выводы, опирающиеся на конкретику. Поэтому критические замечания авторов исследования по адресу политики тотальной декарбонизации, проводимой развитыми странами, исходят исключительно из простых инженерно-технических и экономических соображений. 

В принципе, наш ответ на климатический вызов мог быть двояким. В первом случае речь идет о попытке исправления самой глобальной ситуации путем максимального сокращения выбросов парниковых газов антропогенного происхождения. Во втором случае предполагается комплекс мероприятий, призванных помочь человеку адаптироваться к меняющимся условиям, чтобы избежать больших жертв. Опыт показывает, что мировое сообщество – под влиянием развитых стран – максимально сосредоточилось на первом варианте, не уделяя должного внимания подготовке к возможным стихийным бедствиям. Впечатление такое, будто руководители ведущих государств всерьез уверовали в свои возможности оказывать воздействие на климатические процессы через проводимую ими политику. По этой причине основные инвестиции направляются в крупные проекты по возобновляемой энергетике, поскольку это прямо соответствует целям Парижского соглашения. Вместе с тем подобные конвенции, отмечают исследователи, создали предубеждение в отношении инвестиций в технологии адаптации к меняющемуся климату.

Что мы имеем на сегодняшний день, каков результат международной борьбы с «углеродным следом»? Как указано в исследовании, за восемь лет на реализацию глобальной стратегии было совокупно потрачено порядка 3,66 триллионов долларов США. Примерно 55% этих средств направлялось на развитие солнечной и ветровой энергетики. Еще 10% средств было потрачено на создание нового транспорта и еще 7% - на повышение энергоэффективности. Только 5% затрат касались мероприятий по адаптации к климату.

Иными словами, львиная доля затраченных средств все эти восемь лет шла на борьбу с эмиссией СО2. Каков итог? Итог, согласно приведенным данным, отрицательный. На протяжении всего этого периода выбросы углекислого газа на планете ПРОДОЛЖАЛИ РАСТИ. Иначе говоря, взрывной рост «зеленой» энергетики никак не повлиял на ключевой фактор роста глобальной температуры. Сторонники «зеленого» курса объясняют сей досадный факт недостаточностью вложений в возобновляемую энергетику! По их мнению, чтобы реально остановить выбросы углекислого газа, глобальные расходы на эти цели необходимо увеличить до уровня 1,6 – 3,8 триллионов долларов США в год. В год! Отметим, что к 2018 году доля ВИЭ в глобальной энергетике – несмотря на гигантские суммы инвестиций – поднялась всего до трех процентов. Данный факт еще раз подчеркивает, насколько затратным окажется для человечества пропагандируемый на Западе энергетический переход.

Больше всего авторов исследования озадачивает уверенность проводников новой политики в то, что переход на возобновляемые источники энергии (солнце и ветер) является чуть ли не единственной панацеей от надвигающихся бед. Эта уверенность не имеет серьезных научных обоснований, однако ее преподносят как окончательную истину. На самом же деле, подчеркивают авторы, у каждой технологии есть свои плюсы и свои минусы. И для объективности необходимо рассматривать всё в сравнении. Традиционная энергетика не лишена изъянов, но у нее есть и свои плюсы. Точно так же нельзя сказать, будто «зеленая» энергетика безупречна во всех отношениях. У нее также есть свои серьезные изъяны, которые способны однажды выйти боком. Поэтому политики, прежде чем принимать какие-либо решения, должны всё внимательно взвесить и подвести некий баланс недостатков и достоинств каждой технологии. Пока же мы наблюдаем слепое следование заранее выбранному курсу. Как мы показали выше, к положительным результатам этот курс пока еще нас не привел, зато он чреват не очень хорошими последствиями, о которых нынешние экологические активисты предпочитают не говорить вообще.

Николай Нестеров

Окончание следует

Сотрудники ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН» создают катализаторы на основе многослойных углеродных нанотрубок для получения водородного топлива из муравьиной кислоты. Результаты работы опубликованы в International Journal of Hydrogen Energy.

На сегодняшний день молекулярный водород признан одним из наиболее перспективных альтернативных источников энергии, безвредных для окружающей среды. Проблема в том, что в свободном состоянии водород — самый легкий и один из самых низкокипящих газов. Он взрыво- и пожароопасен, и поэтому его сложно хранить и транспортировать. По всему миру ведется поиск органических веществ, которые позволяли бы это делать. Одним из наиболее перспективных материалов является муравьиная кислота. Она обеспечивает высокое содержание водорода (4,4 мас. %, то есть из одного грамма муравьиной кислоты можно получить 0,044 г водорода), химическую и термодинамическую стабильность, а также нетоксична. Кроме того, муравьиная кислота получается путем переработки биомассы, то есть является дешевым и постоянно восполняемым ресурсом.

Разложение муравьиной кислоты может протекать по двум путям — дегидрирование и дегидратация. Предпочтительным является первый, поскольку в процессе дегидратации выделяется угарный газ, выступающий ядом для катализаторов топливных элементов. В результате дегидрирования же образуется смесь газовых продуктов, состоящая из водорода и углекислого газа.

«Крайне актуальной задачей является разработка селективных гетерогенных катализаторов дегидрирования муравьиной кислоты. В настоящее время широко используются катализаторы на основе благородных металлов, такие как серебро, золото, палладий, платина, рутений. Однако эти соединения дороги и труднодоступны, поэтому современные исследования направлены на поиск альтернатив, не содержащих дорогостоящих компонентов. Так, для этой цели прекрасно подходят катализаторы на основе переходных металлов и углеродных материалов», — рассказывает старший научный сотрудник ИК СО РАН кандидат химических наук Мария Александровна Казакова.

В качестве катализаторов дегидрирования муравьиной кислоты ученые ИК СО РАН предложили многослойные углеродные нанотрубки (МУНТ), модифицированные наноразмерными частицами кобальта. От других углеродных носителей МУНТ отличаются несколькими преимуществами. Во-первых, они не имеют кислотно-основных центров, которые оказывают влияние на формирование активного компонента и ход реакции, то есть могут направить ее по нежелательному пути. Кроме того, МУНТ обладают большой площадью поверхности и развитой пористой структурой (последняя может быть представлена как внутренними каналами, так и вторичной пористостью, образующейся за счет переплетения отдельных нанотрубок). Поверхностные дефекты трубок тоже могут предоставлять дополнительные места для формирования металлических частиц. «Еще одним преимуществом углеродных нанотрубок является то, что их поверхность и структура могут быть модифицированы за счет прививки различных гетероатомов и функциональных групп. В основном это кислород-, азот-, серосодержащие группы. Это также способствует благоприятному закреплению металлических частиц в структуре нанотрубок, что очень важно для получения активных и селективных катализаторов дегидрирования», — отмечает исследовательница.
 
МУНТ для экспериментов выращиваются здесь же, в ИК СО РАН. В институте создана установка, которая позволяет получать до пяти килограммов нанотрубок в день, а также имеются все условия для улучшения их качества. В своей работе ученые проверяли, какое влияние оказывают структурные характеристики (средний диаметр, количество стенок, дефектность) и функциональный состав углеродных нанотрубок на закрепление наночастиц кобальта и каталитические свойства полученных образцов в реакции дегидрирования муравьиной кислоты.

«Наилучшей каталитической активностью характеризуются системы на окисленных углеродных нанотрубках со средним диаметром 9 нанометров. К возрастанию каталитической активности привело также увеличение содержания кобальта с 3 до 15 мас. %, что связано с формированием около 80 % частиц Со на внешней поверхности МУНТ со средним диаметром 20 нм. Таким образом, предпочтительно содержание 15 % наночастиц кобальта и их размещение непосредственно на внешней поверхности трубок», — рассказывает Мария Казакова.

Варьируя различные параметры МУНТ, ученые надеются получить высокоактивные и селективные катализаторы дегидрирования муравьиной кислоты, не содержащие дорогостоящих компонентов. «Есть большое желание осуществить поиск различных систем на основе неблагородных металлов и возможных синергетических эффектов от объединения нескольких компонентов в одном составе. И также исследовать влияние других функциональных обработок углеродных нанотрубок на закрепление металлических частиц на каталитические свойства полученных систем. Пока это больше фундаментальная работа, но не исключено, что через несколько лет она приобретет прикладной характер», — говорит исследовательница.
 
Диана Хомякова

Пандемия коронавируса затронула самые разные стороны жизни человечества, не осталось в стороне и городское хозяйство. Камеры городского видеонаблюдения подключили к отслеживанию контактов c носителями вируса или нарушителей режима самоизоляции. Заработали информационные системы для оперативного сбора данных о загрузке больниц и наличии свободных коек, информация о числе бригад скорой помощи. Кратно возросла нагрузка разного рода «электронных приемных».

Перечислять можно долго. Но вместе с новыми возможностями для «умных технологий» встали и новые вопросы. Какие именно технологии будут востребованы, как они будут внедряться и как на это все отреагируют люди? Как пандемия изменила подход к умному городу и какие последствия и возможности для развития городов принесла? Ответы на некоторые из них предложили участники экспертной секции «Город в период угрозы пандемии», которая прошла в рамках программы V международного форума «Городские технологии» в Новосибирске.

Эксперт в области корпоративной стратегии, брендинга и международного продвижения из Барселоны Хуан Карлос Беллосо напомнил о преимуществах подхода «видеть не проблемы, а возможности». Хотя начал он, все же, с постановки проблемы:

– Пандемия показала нам, насколько уязвимыми могут быть наши города и как сильно мы нуждаемся в более устойчивых урбанистических моделях.

Что касается городов в целом, как отметил Беллосо, степень и характер воздействия пандемии отличался в зависимости от целого ряда факторов. Таких, как степень «дигитализации» городского хозяйства (тем, кто дальше продвинулся по этому пути, было легче функционировать в условиях локдауна), или того, какие отрасли доминируют в структуре экономики города (города, завязанные на туризм, пострадали очевидно сильнее). И в выборе дальнейшей стратегии развития надо обязательно учитывать анализ этих «уязвимостей». Понятно, что не все они легко устранимы, туризм все равно будет играть ключевую роль что для Венеции, что для Сочи. Но есть факторы – та же «дигитализация» городского хозяйства или состояние системы здравоохранения, мониторинга загрязнений и т.п. – влиять на которые администрации города вполне по силам.

Докладчик показал, как это может работать на примере своего родного города – Барселоны, которая, как и весь мир, сейчас находится посреди «второй волны» пандемии коронавируса. Среди преимуществ столицы Каталонии – одна из лучших в Европе медицинских систем, компактная модель застройки (в условиях локдауна жители обособленных городских районов оказываются как на острове – такое положение реально испытать, к примеру, Академгородку). У Барселоны достаточно диверсифицированная экономика, способная компенсировать потери туристического сектора. Технологии smart city достаточно развиты, чтобы обеспечивать работу городского хозяйства и жизненно важные потребности населения с минимальным участием человеческого фактора и офлайн-контактов. У городских властей выстроены хорошие взаимоотношения как с региональными властями, так и с населением. А в целом, сочетание этих факторов позволило минимизировать потери как от самой пандемии, так и от последовавшего из-за нее локдауна.

Что интересно, практически все эти преимущества, за исключением разве что планировки городских районов, потенциально доступны для развития и в Новосибирске. Это как раз и есть те возможности, которые можно разглядеть в проблеме. У нас это еще называют – «извлекать уроки из ситуации».

Тему новых трендов для развития городов с учетом «уроков» пандемии продолжил следующий докладчик, руководитель программы урбанизма Амстердамской академии архитектуры Маркус Аппенцеллер.

До эпидемии коронавируса большинство прогнозов сводилось к тому, что будущее городов - за зеленой энергетикой и экологически чистым транспортом, отметил докладчик. Ожидалось, что к 2025 году только эти два сегмента сформируют единый рынок объемом около полумиллиарда долларов. Это вдвое больше, чем будет стоить умная медицина, госуслуги и уличные смарт-камеры вместе взятые. Но теперь становится все более очевидно, что COVID-19 сместил фокус в несколько другую сторону.

Пандемия COVID-19 вызвала бурный расцвет цифровых отраслей экономики, которые долгое время находились на периферии прогресса. Решения, которые они предлагают, оказались настолько полезны в борьбе с коронавирусом, что теперь власти планируют потратить на городские ноу-хау сотни миллиардов долларов.

В качестве примерам Аппенцеллер привел опыт одного из пионеров в строительстве smart city: в Сингапуре власти создали приложение TraceTogether. Оно посредством Bluetooth оперативно вычисляло горожан, которые контактировали с больными и кого затем отправляли на карантин. Добровольно-принудительно к этой "соцсети для устройств" были подключены гаджеты почти половины жителей Сингапура. В итоге уже к середине весны один из самых густонаселенных мегаполисов мира полностью избавился от очагов заражения COVID-19.

Еще одна сфера, которая в связи с пандемией переживает серьезную трансформацию, это доставка товаров. На волне популярности бесконтактных покупок в Японии, Южной Корее, США и Британии появились сервисы, где курьерами выступают роботы. Чаще всего это миниатюрные электромобили, оборудованные GPS. Но у некоторых компаний это целый флот летающих грузовых коптеров.

Как видим, ситуация получилась из разряда «не было счастья, да несчастье помогло». И теперь, в постковидную эпоху мы, скорее всего, станем свидетелями значительного ускорения внедрения различных «умных технологий» в структуры городского хозяйства. В этом плане, очень хорошо, что в Новосибирске на регулярной основе работает такая площадка для анализа этих технологий и обмена опытом по их применению. Конечно, это не гарантирует само по себе, что наш город окажется в числе лидеров на этом пути (хотя бы в общероссийских масштабах), поскольку процесс требует немалых затрат. Но это уже вопрос не к организаторам конкурса, а к властям города и региона.

Сергей Исаев

Декабрьская научная сессия Общего собрания членов Российской академии наук посвящена отмечаемому в этом году 75-летию атомной промышленности и вкладу Академии наук в ее становление и развитие. Это мероприятие станет одним из завершающих аккордов празднования юбилея едва ли не самой наукоемкой отрасли. 

О том, какие проблемы будут обсуждаться на форуме, «Поиску» рассказал отвечающий за программную часть «ядерной» научной сессии вице-президент РАН Валерий Бондур. 

– Валерий Григорьевич, вы занимаетесь аэрокосмическими исследованиями Земли, возглавляете НИИ «АЭРОКОСМОС». Что вас связывает с атомной отраслью? 

– В свое время я окончил энергофизический факультет Московского энергетического института, который готовил специалистов для атомной отрасли. В ходе профессиональной деятельности мне приходилось заниматься разработкой физических основ создания глобальных информационных космических систем, в том числе использующих космические ядерные энергетические установки. Как вице-президент РАН я курирую работу не только Отделения наук о Земле, но и Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления. Так что тема развития отечественной атомной отрасли мне близка. Поэтому я с удовольствием взялся за подготовку программы научной сессии РАН совместно с коллегами из Госкорпорации «Росатом». 

Хочу подчеркнуть: свои сессии с обсуждением актуальных вопросов по атомной тематике проводят также профильные и региональные отделения РАН. На этих мероприятиях наряду с учеными академических институтов выступают представители Госкорпорации «Росатом», НИЦ «Курчатовский институт» и других партнерских организаций РАН. 

– Российская атомная промышленность отмечает 75-летие. Но ведь история становления отрасли началась гораздо раньше? 

– Конечно. И об этом на научной сессии подробно расскажут видный деятель оборонно-промышленного комплекса страны Л.Д.Рябев, академики РАН Р.И.Илькаев и Ю.А.Трутнев. Поэтому я в исторические подробности детально вдаваться не буду. Напомню только, что важную роль в создании основ развития атомной отрасли сыграли открытые полтора века назад Периодический закон и Периодическая система Дмитрия Ивановича Менделеева, труды работавших в конце XIX – начале XX веков российских физиков Петра Николаевича Лебедева, Николая Алексеевича Умова и их последователей. Благодаря усилиям Владимира Ивановича Вернадского и его учеников в начале 20-х годов прошлого века были развернуты работы по изучению радиоактивных минералов. В частности, был создан Государственный радиевый институт, основной задачей которого по определению академика Вернадского было «овладение атомной энергией –  самым могучим источником силы, к которому подошло человечество в своей истории». 

Предвидения великого ученого оправдались: ядерная физика стала передовым фронтом науки. Уже в 1930-е годы в ведущих физических институтах страны, в основном входивших в систему Академии наук СССР, были созданы ядерные лаборатории, в которых проводились исследования высочайшего уровня. 

Лидеры академической науки создали необходимые научные, кадровые, институциональные предпосылки для развертывания Атомного проекта в стране. Трудно переоценить роль Академии наук в инициировании этого проекта как государственной программы. Основной научный центр  Лаборатория №2 был академическим учреждением. В разветвленной организационной структуре программы институты и лаборатории Академии наук занимали ключевые позиции, отвечая за научное обеспечение всех процессов. 

Восемь из девяти участников Атомного проекта, трижды удостоенных звания Героев Социалистического Труда, являлись членами Академии наук СССР: это И.В.Курчатов, Ю.Б.Харитон, А.П.Александров, М.В.Келдыш, Н.Л.Духов, Я.Б.Зельдович, А.Д.Сахаров, К.И.Щелкин. Девять академиков-участников проекта стали лауреатами Нобелевской премии: В.Л.Гинзбург, Л.Д.Ландау, П.Л.Капица, А.Д.Сахаров, Н.Н.Семенов, И.Е.Тамм, П.А.Черенков, И.М.Франк, Л.В.Канторович. 

Атомный проект стимулировал развитие фундаментальной науки, в частности, физики элементарных частиц, космических лучей, атомной энергетики, ядерной медицины и других. Многие научные и научно-технические результаты, полученные в рамках проекта, нашли широкое практическое применение в разных областях жизни страны. 

– Основная часть докладов на сессии посвящена современным исследованиям, направленным на дальнейшее развитие ядерного сектора экономики. А насколько востребованы отраслью достижения ученых? 

– Результаты исследований научных коллективов используются в настоящее время очень интенсивно. Необходимо отметить, что фундаментальные, поисковые и прикладные исследования в интересах атомной отрасли по большей части ведутся в рамках сотрудничества РАН и Госкорпорации «Росатом», которое осуществляется в соответствии с соглашением между сторонами. 

Важная роль в этом соглашении отводится стратегическому планированию, обмену научно-техническими результатами, экспертизе научно-технических проектов, «перекрестному» привлечению ведущих ученых и специалистов к работе научных и научно-технических советов, сохранению и развитию научных школ, формированию научной и инновационной инфраструктур, развитию международного научно-технического сотрудничества. 

Если говорить о ключевых направлениях совместных исследований, это физика экстремального состояния вещества при высокой плотности энергии, ускорители заряженных частиц и сильноточные электрофизические установки, управляемый термоядерный синтез, атомная энергетика будущего, ядерный топливный цикл и его замыкание, морская и космическая ядерная энергетика, водородная энергетика, новые материалы для отрасли, безопасность атомной энергетики, экологические аспекты обращения с радиоактивными отходами, суперкомпьютеры, базы данных, разработка пакетов прикладных программ и импортозамещающих кодов, современная диагностическая аппаратура, внеатмосферные астрофизические исследования, лабораторное моделирование астрофизических явлений, рентгеновская астрономия, ядерная планетология, ядерная медицина и лучевая терапия. Практически по всем этим темам представлены научные доклады ведущих ученых Академии наук и Госкорпорации «Росатом». 

Подчеркну, что огромный вклад в определение научных направлений сотрудничества РАН и «Росатома», да и в разработку программы нашей научной сессии внес выдающийся ученый современности академик Владимир Евгеньевич Фортов, который, к сожалению, недавно ушел из жизни. 

– На страницах газеты невозможно полноценно представить все запланированные доклады. Но о том, как развиваются сегодняшние «атомные проекты» из числа наиболее фантастических, все же хочется услышать. 

– Одним из направлений, определяющих перспективы обеспечения человечества энергией во второй половине XXI века, является управляемый термоядерный синтез. Работы в этой области ведутся уже более 65 лет, однако возможность создания энергетически значимого термоядерного реактора до сих пор не продемонстрирована. Несмотря на значимые научные и технологические достижения по нагреву, устойчивости и удержанию плазмы в магнитных ловушках и устройствах инерционного удержания горячей плазмы, физические и технологические препятствия преодолеть пока не удалось. 

В то же время лидер развития управляемого термоядерного синтеза определился – это установка токамак – тороидальная камера с магнитными катушками. В настоящее время идет сооружение Международного термоядерного экспериментального токамак-реактора ИТЭР, в основу которого положена схема, разработанная в Курчатовском институте. Запуск ИТЭР должен продемонстрировать физическую возможность осуществления стационарной реакции синтеза с мультимегаваттной мощностью и позволить ученым протестировать основы реакторных технологий. Каждая страна, входящая в интернациональную коллаборацию, проводит широкий фронт исследований. Участие России в таком международном проекте обеспечит сохранение ее лидерства в освоении энергетики будущего на основе технологий управляемого термоядерного синтеза. 

Этой теме будет посвящен доклад профессора В.И.Ильгисониса и академика Е.П.Велихова «Перспективы термоядерных исследований». Очень перспективное направление исследований и освоения космического пространства – космическая ядерная энергетика. Это особенно близкая мне область. В молодости я работал в организации, которая создавала глобальные космические системы. В одной из них на борту спутников использовались ядерные энергетические установки. Речь идет о системе морской космической разведки и целеуказания «Легенда». Для энергообеспечения работы ее бортовых радиолокационных комплексов использовалась ядерная энергетическая установка «Бук» с электрической мощностью 3 кВт и тепловой мощностью 100 кВт. В ней применялся термоэлектрический способ непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую. Генеральным конструктором этой космической системы был мой учитель академик А.И Савин, а в расчете орбит и взаимного расположения спутников для покрытия всех акваторий Мирового океана участвовал академик М.В.Келдыш. 

Следующей советской космической ядерной энергетической установкой стал «Топаз-1» с выходной электрической мощностью от 5 до 6,6 кВт, выведенный на орбиту на спутнике «Плазма-А». Для спутника телевизионного вещания «Экран-АМ» разрабатывалась ядерная энергетическая установка «Енисей» с электрической мощностью 4,5-5,5 кВт. 

В настоящее время российские специалисты работают над ядерной электродвигательной установкой мегаваттного класса для космических транспортных систем. Этот совместный проект «Роскосмоса» и «Росатома» является одним из самых амбициозных в космической программе. При его реализации ученым предстоит решить сложнейшие научно-технические проблемы, например, по обеспечению охлаждения ядерной двигательной установки и радиационной стойкости электронного оборудования и материалов. 

Госкорпорация «Росатом» планирует в ближайшее время подписать контракт на разработку комплекса «Нуклон», включающего космический буксир с атомным реактором на борту. К 2025 году предполагается создать опытные образцы космической ядерной энергоустановки с термоэмиссионным реактором-преобразователем. А в 2030 году оснащенный ею аппарат должен отправиться в длительный полет на один из спутников Юпитера. Подробнее об этом в своем выступлении расскажет член-корреспондент РАН Ю.Г.Драгунов. 

Прозвучат на сессии и другие интересные доклады по актуальным вопросам взаимодействия РАН и Госкорпорации «Росатом»: «Взрывы, мощные ударные волны и экстремальные состояния вещества», «Мощные лазеры для физики высоких плотностей энергии», «Вычислительные технологии для атомной отрасли», «Двухкомпонентная ядерная энергетика. Безопасность ядерных технологий», «Химические технологии замыкания ядерного топливного цикла», «Новые материалы для ядерной энергетики», «Атомно-водородная энергетика», «Морская ядерная энергетика», «Малые ядерные установки», «Ядерная медицина», «Роль радиобиологии и радиационной медицины в обеспечении защиты человека от воздействия ионизирующих излучений». Думаю, читателям «Поиска» было бы интересно узнать об этих прорывных работах в серии публикаций по итогам сессии. 

Наряду с научно-технической составляющей сессия имеет и гуманитарно-социальную. В докладе «Глобальная стабильность в ядерном мире» академиков А.Г.Арбатова и С.М.Рогова будет дан анализ ситуации, сложившейся в области соглашений по контролю над атомными вооружениями. 

– «Ядерная» сессия Российской академии наук наверняка станет одним из самых значимых мероприятий юбилейного для атомной отрасли года. А какие еще важные события вы бы выделили? 

– В соответствии с Указом Президента РФ от 16 апреля 2020 года  №270 разработана комплексная программа Госкорпорации «Росатом» «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в Российской Федерации». В ее рамках предусмотрена реализация нескольких федеральных проектов: «Двухкомпонентная атомная энергетика», «Термоядерные и плазменные технологии», «Новые материалы и технологии» и «Проектирование и строительство референтных энергоблоков атомных электростанций, в том числе атомных станций малой мощности», «Экспериментально-стендовая база». Они нацелены на создание основ новой ядерной энергетической системы будущего с технологиями повышенной безопасности и экологичности, обеспечивающей расширенное воспроизводство ресурсной базы атомной энергетики и доступность источников энергоснабжения для населения и промышленности. В выполнении этих федеральных проектов активное участие примут ученые Российской академии наук и институтов, находящихся под ее научно-методическим руководством. 

Реализация этой масштабной программы крайне важна. Она будет способствовать ускоренному развитию нашей страны, продемонстрирует ее лидерство в высокотехнологичных отраслях и позволит укрепить международный авторитет России. 

Надежда Волчкова 

Нынешний год стал знаменательным для мировой энергетики: как пишет издание Die Welt, впервые в истории сократилось производство электроэнергии из угля. Так, в первые шесть месяцев 2020 года общие объемы введенных в эксплуатацию угольных электростанций составили порядка 18,3 ГВт, тогда как общий объем закрытых объектов превысил 21 ГВт. Как мы понимаем, угольные электростанции закрываются, в первую очередь, в странах ЕС в рамках принятой там «зеленой» стратегии. В целом по итогам года в Европе произойдет сокращение угольной генерации на 14,3 ГВт. Интересно, что тем же путем движутся и страны Юго-Восточной Азии. И лишь Китай пока еще продолжает заметное наращивание угольной генерации.

Показательным моментом для Европы является то, что Германия, располагая до недавнего времени передовой угольной промышленностью, целенаправленно уходит от данного вида топлива, переключаясь на возобновляемые источники энергии. Столь непростой и весьма затратный переход к «зеленой» энергетике принято трактовать в контексте общемирового развития, планку которого как раз задают передовые европейские страны. Германия находится здесь в первых рядах, в связи с чем пример этой страны может стать образцовым для остальных стран, включая, конечно, и Россию.

Однако, применительно к нашей стране, на этот счет раздаются голоса скептиков. Обычно мы объясняем их позицию излишним консерватизмом, а то и вообще выводим ее из ретроградства и обскурантизма. Дескать, европейский «зеленый» тренд продиктован самой логикой развития современной цивилизации, и нам ничего другого не остается, как принять указанное направление. А всякие возражения на этот счет будто бы связаны с навязчивой приверженностью прошлому. Я соглашусь с тем, что наши скептики не лишены предвзятости. Но в то же время нельзя скатываться и в другую крайность, поскольку борцы с ископаемым топливом в ряде случаев оказываются не менее предвзятыми, чем их оппоненты. Возможно, возобновляемая энергетика несет в себе массу позитива. Но это отнюдь не означает, будто здесь все абсолютно гладко. Поэтому ради объективности стоит подробнее остановиться и на неприглядных моментах.

В прошлом году журнал Forbes сообщил об исследовании консалтинговой компании McKinsey, в котором предрекаются проблемы для германской энергетики и экономики вследствие перехода на ВИЭ. Выводы, содержащиеся в отчете, были даже объявлены «катастрофическими». Причем, приведенные данные оказались неутешительными сразу по трем направлениям: и по вопросу сокращения эмиссии углекислого газа, и по вопросам надежности поставок электроэнергии, и по экономической эффективности.

Так, реальные сокращения выбросов СО2 оказались более чем на сотню миллионов тонн ниже тех показателей, которых эта страна стремилась достичь к 2020 году. Благодаря теплой зиме 2018 года выбросы несколько снизились, однако, полагают эксперты, этого совсем недостаточно для изменения общей тенденции. При сохранении указанных темпов потребуется потратить не менее шести лет, чтобы выйти на запланированные показатели для 2020 года, а целевые показатели 2030 года будут достигнуты только к 2046 году.

При этом, по мнению экспертов, на долю возобновляемых источников приходится не более 35% вырабатываемой электроэнергии (включая гидроэнергетику, а также биомассу – более грязную, кстати, чем традиционные энергоносители). Впрочем, нарастить генерацию за счет ВИЭ – дело «наживное». Гораздо сложнее, полагают эксперты, решить вопрос с надежностью поставок электроэнергии. Якобы из-за ВИЭ электроснабжение в этой стране становится всё менее и менее надежным. Например, в июне 2019 года в течение трех дней электросеть была на грани полного отключения. Проблему удалось решить за счет поставок электроэнергии из соседних стран. Только благодаря этому краткосрочному импорту энергосистему удалось стабилизировать, отмечается в отчете. При этом эксперты уверены, что в дальнейшем надежность поставок будет только ухудшаться. На их взгляд, точно такая же обстановка, помимо Европы, складывается сейчас в Австралии и в США (в таких штатах, как Техас и Калифорния).

Для подтверждения данного тезиса в указанной публикации приводится ссылка на пример Великобритании. Так, по сообщениям британской компании National Grid, однажды из-за грозы произошло отключение ветряной электростанции, что привело к перебоям в электроснабжении Лондона. Подобные эксцессы с непредвиденным отключением происходили и в Австралии, что приводило к судебным разбирательствам. Как отмечается в статье, даже такое «прогрессивное» (то есть поддерживающее ВИЭ) издание как Bloomberg News, вынуждено было признать эти инциденты «предупреждением» для остального мира.

Немецкие коммунальные операторы, отмечается в статье, также предупреждают общественность о ненадежности поставок электроэнергии. Столь неблагоприятное развитие ситуации будто бы способно привести к тому, что в 2023 году придется вступать в борьбу с нехваткой безопасных мощностей. Как считают аналитики McKinsey, продолжающийся отказ от ядерной энергетики и сокращение угольных электростанций уже к 2022 году приведет к вынужденным перебоям с электроснабжением. В первую очередь якобы будут затронуты промышленные регионы на западе и юге страны. Согласно озвученным прогнозам, в 2023 году Германия может даже оказаться чистым импортером электроэнергии (net electricity importer).

Ситуация, полагают эксперты, может еще больше усугубиться, если соседи Германии – Бельгия и Нидерланды – откажутся от своих базовых мощностей. Речь, в частности, идет об угольных электростанциях Нидерландов и о бельгийских АЭС. В итоге Германия окажется не в состоянии удовлетворить свой спрос на электроэнергию даже за счет импорта. В среднесрочной перспективе нехватка мощностей может вообще коснуться всей Европы.

Что касается потребителей, то они, утверждают эксперты, достаточно дорого заплатили за переход к «зеленой» энергетике. Так, цены на электроэнергию в Германии на 45% выше среднеевропейских цен. Например, для домохозяйств 54% стоимости электроэнергии приходится на «экологические налоги». По мнению McKinsey, цены на электричество будут расти в этой стране вплоть до 2030 года – вопреки заявлениям идеологов «зеленого» курса. Данная тенденция, в свою очередь, негативно скажется на немецкой промышленности, снизив ее конкурентоспособность. Соответственно, под удар попадают все энергоемкие предприятия страны. Таков нерадостный экономический прогноз.

Конечно, мы не может быть абсолютно уверенными в беспристрастности авторов указанного аналитического отчета. Нельзя исключать и того, что подобные исследования делаются специально по заказу атомного или угольного лобби. Тем не менее, для нас очевидно одно: развитие экономики (включая и энергетическую отрасль) нельзя ставить в зависимость от идеологии и привязывать к отвлеченным показателям, не имеющим никакого отношения к экономике. Подтвердятся ли приведенные здесь прогнозы, покажет ближайшее будущее. Главное для нас – не становиться бездумными фанатиками любого из представленных направлений. С другой стороны, если авторы отчета правы в своих выводах и прогнозах, то у России есть хороший шанс научиться на чужих ошибках, чтобы постараться их не допустить.

Николай Нестеров

Специалисты новосибирского Института археологии и этнографии СО РАН обнаружили на территории Алтайского края две ранее неизученные пещеры вблизи археологических памятников у реки Чагырка. Как передает ТАСС, около 60 тысяч лет назад эти места населяли неандертальцы, жившие в местных пещерах.

По мнению ведущего научного сотрудника сибирского института, доктора исторических наук и профессора РАН Ксении Колобовой, раскопки в найденных пещерах позволят более детально установить, как жили алтайские неандертальцы и на каких животных вели охоту. Кроме того, ученые надеются определить стратегию передвижения предков человека на территории Алтая и сезонность их пребывания здесь.

Впервые следы миграции неандертальцев на Алтай археологи увидели в Денисовой пещере. А исследование Чагырской пещеры, что находится в сотне километрах от Денисовой, позволило установить факт второй волны их переселения в Сибирь. Это стало ясно при сопоставлении находок с аналогичными артефактами, найденными в Германии, Крыму, а Поволжье и на Северном Кавказе.​

​Одна из вновь обнаруженных пещер находится в семи километрах от устья Чагырки. Вход в нее расположен на 30 метров выше уже известной археологам пещере имени Окладникова. В новой пещере уже удалось обнаружить орудие времен среднего палеолита, хотя по-настоящему к раскопкам здесь ученые планируют приступить в следующем году. В частности специалистам предстоит провести датировку горных пород, которая точно скажет, могли ли "новые" пещеры быть стоянками неандертальцев.

Теперь уже точно известно, что чагырские неандертальцы, в отличие от "денисовцев", генетически были ближе к европейским. При этом они жили более изолированными группами, семьями. Придя на Алтай, чагырцы принесли сюда микокскую традицию изготовления каменных орудий, получившую именование по названию французской пещере Ла-Микок.

Никита Зайков